RU2127334C1 - Method of polishing copper and copper-base alloys - Google Patents

Method of polishing copper and copper-base alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2127334C1
RU2127334C1 RU96122934A RU96122934A RU2127334C1 RU 2127334 C1 RU2127334 C1 RU 2127334C1 RU 96122934 A RU96122934 A RU 96122934A RU 96122934 A RU96122934 A RU 96122934A RU 2127334 C1 RU2127334 C1 RU 2127334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
stage
voltage
temperature
water
Prior art date
Application number
RU96122934A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96122934A (en
Inventor
Н.А. Амирханова
В.А. Белоногов
Г.У. Белоногова
Л.В. Вотинцева
Original Assignee
Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уфимский государственный авиационный технический университет filed Critical Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU96122934A priority Critical patent/RU2127334C1/en
Publication of RU96122934A publication Critical patent/RU96122934A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2127334C1 publication Critical patent/RU2127334C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16Polishing
    • C25F3/22Polishing of heavy metals

Abstract

FIELD: electrochemical treatment; may be used in process of electropolishing in various fields of engineering such as electrical engineering, instrumentation engineering for decorative purposes in manufacture of consumer goods from copper and its alloys. SUBSTANCE: at the first stage a part is treated for 3-10 min with voltage of 300-360 V and temperature of 60-90 C in solution containing ammonium phosphate in the amount of 3-5 wt.%; phosphoric acid up to attaining pH 5-7; water, the balance. At the second stage, treatment lasts for 10-30 s with voltage of 320-360 V and temperature of 70-90 C in aqueous solution containing, wt.%: ammonium phosphate, 3-5; potassium, sodium tartrate, 1-3; water, the balance. EFFECT: extended technological potentialities due to treatment of nonferrous metals and alloys; reduced aggression and toxicity of electrolytes.

Description

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть применено в процессах электрополирования в различных областях техники: в электротехнической промышленности, в приборостроении и в декоративных целях при производстве товаров народного потребления из меди и ее сплавов. The invention relates to electrochemical processing and can be used in electropolishing processes in various fields of technology: in the electrical industry, in instrument making and for decorative purposes in the production of consumer goods from copper and its alloys.

Известен способ электрохимического полирования меди [1], по которому полирование ведут на аноде в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8 - 2,5 В, плотности тока 1,5 - 4,0 А/дм2 и температуре 17 - 30oC в электролите, содержащем, мас.%:
Ортофосфорная кислота - 70 - 85
Металлический алюминий - 0,05 - 2,0
Известен способ полировки изделий из медных сплавов [2], по которому обработку ведут в течение 0,5 мин при плотности тока 30 А/дм2 и температуре 25oC в растворе состава, мас.%:
Фосфорная кислота - 81 - 87
Серная кислота - 5 - 7
Триэтаноламиновая соль алкилсульфата - 0,5 - 2,0
Вода - Остальное
Недостатком аналога является высокая агрессивность и токсичность используемых электролитов, сложность утилизации и регенерации отработанных растворов, а также сложная предварительная подготовка образцов, включающая многократное обезжиривание, декапирование.
A known method of electrochemical polishing of copper [1], in which polishing is carried out on the anode in a potentiostatic mode at a voltage of 1.8 - 2.5 V, current density of 1.5 - 4.0 A / dm 2 and a temperature of 17 - 30 o C in an electrolyte containing, wt.%:
Phosphoric Acid - 70 - 85
Metal aluminum - 0.05 - 2.0
A known method of polishing products from copper alloys [2], according to which the treatment is carried out for 0.5 min at a current density of 30 A / DM 2 and a temperature of 25 o C in a solution of the composition, wt.%:
Phosphoric Acid - 81 - 87
Sulfuric acid - 5 - 7
Alkyl sulfate triethanolamine salt - 0.5 - 2.0
Water - Else
The disadvantage of the analogue is the high aggressiveness and toxicity of the electrolytes used, the complexity of the disposal and regeneration of spent solutions, as well as the difficult preliminary preparation of samples, including repeated degreasing, decapitation.

Наиболее близким по технологической сущности к заявляемому является способ анодного полирования изделий из меди и медных сплавов с помощью электролита [3], содержащего фосфорную кислоту и ионы меди, заключающийся в том, что изделия последовательно пропускают через две ванны, заполненные электролитом, содержащим 75 - 90 мас.% фосфорной кислоты, 0,05 - 2,5 г ионов меди на 1 л фосфорной кислоты и добавки органических соединений. При этом первую ванну поддерживают при температуре 70 - 100oC и процесс проводят при анодной плотности тока 0,1 - 2 мА/см2, а во второй ванне поддерживают температуру на входе 10 - 30oC и на выходе 60 - 140oC (3). Рабочее напряжение регулируют в пределах 1,5 - 2,5 В.Closest to the technological essence of the claimed is a method of anodic polishing of products from copper and copper alloys using an electrolyte [3] containing phosphoric acid and copper ions, which consists in the fact that the products are sequentially passed through two baths filled with an electrolyte containing 75 - 90 wt.% phosphoric acid, 0.05 - 2.5 g of copper ions per 1 liter of phosphoric acid and additives of organic compounds. In this case, the first bath is maintained at a temperature of 70-100 ° C and the process is carried out at an anode current density of 0.1-2 mA / cm 2 , and in the second bath, the inlet temperature is maintained at 10-30 ° C and at the outlet 60-140 ° C (3). Operating voltage is regulated in the range of 1.5 - 2.5 V.

Недостатком прототипа является высокая агрессивность и токсичность используемых электролитов, а также их паров при температуре обработки (до 140oC), а также сложность утилизации и регенерации отработанных растворов.The disadvantage of the prototype is the high aggressiveness and toxicity of the electrolytes used, as well as their vapors at a processing temperature (up to 140 o C), as well as the complexity of the disposal and regeneration of spent solutions.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является снижение агрессивности и токсичности электролитов, а также облегчение их регенерации. The problem solved by the claimed invention is to reduce the aggressiveness and toxicity of electrolytes, as well as facilitating their regeneration.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе полирования меди и сплавов на ее основе, включающем двухстадийную электролитическую анодную обработку, в отличие от прототипа, образец обрабатывают на первой стадии в течение 3 - 10 мин при напряжении 300 - 360 В и температуре 60 - 90oC в растворе:
Фосфат аммония - 3 -6 мас.%
Фосфорная кислота - до pH 5 - 7
Вода - Остальное
На второй стадии - в течение 10 - 30 с при напряжении 320 - 360 В и температуре 70 - 90oC в водном растворе, содержащем, мас.%:
Фосфат аммония - 3 - 5
Тартрат K, Na - 1 - 3
Вода - остальное.
The problem is solved in such a way that in the method of polishing copper and alloys based on it, including a two-stage electrolytic anode treatment, in contrast to the prototype, the sample is processed in the first stage for 3 to 10 minutes at a voltage of 300 - 360 V and a temperature of 60 - 90 o C in solution:
Ammonium Phosphate - 3 -6 wt.%
Phosphoric acid - up to pH 5 - 7
Water - Else
In the second stage - within 10 - 30 s at a voltage of 320 - 360 V and a temperature of 70 - 90 o C in an aqueous solution containing, wt.%:
Ammonium Phosphate - 3 - 5
Tartrate K, Na - 1 - 3
Water is the rest.

На первой стадии происходит основное удаление металла с поверхности, при этом продукты растворения металлов не накапливаются в растворе, так как в данном интервале pH фосфаты меди, цинка, никеля и других металлов, входящих в медные сплавы, плохо растворимы и выпадают в осадок, что значительно облегчает регенерацию раствора. At the first stage, the main removal of metal from the surface occurs, while the products of metal dissolution do not accumulate in the solution, since in this pH range the phosphates of copper, zinc, nickel and other metals included in copper alloys are poorly soluble and precipitate, which is significantly facilitates the regeneration of the solution.

На второй стадии удаляется оксидный слой с выровненной поверхностью, которая приобретает естественный цвет и зеркальный блеск. Небольшое время обработки на второй стадии значительно увеличивает срок использования электролита. In the second stage, the oxide layer is removed with a leveled surface, which acquires a natural color and a mirror shine. A short treatment time in the second stage significantly increases the life of the electrolyte.

Пример конкретной реализации способа. An example of a specific implementation of the method.

Пример. Example.

Медный образец погружают в электролит состава:
(NH4)3PO4 - 5 мас.%
H3PO4 - до pH 5
Вода - Остальное
нагретый до 80oC. Обработку ведут при напряжении 300 В в течение 4 мин. Затем образец помещают в электролит состава, мас.%:
(NH4)3PO4 - 5
Тартрат K, Na - 3
Вода - Остальное
нагретый до 80oC, обрабатывают при напряжении 340 В в течение 15 с.
A copper sample is immersed in an electrolyte composition:
(NH 4 ) 3 PO 4 - 5 wt.%
H 3 PO 4 - up to pH 5
Water - Else
heated to 80 o C. Processing is carried out at a voltage of 300 V for 4 minutes Then the sample is placed in an electrolyte composition, wt.%:
(NH 4 ) 3 PO 4 - 5
Tartrate K, Na - 3
Water - Else
heated to 80 o C, treated at a voltage of 340 V for 15 s.

После обработки поверхность имела цвет, присущий меди, и зеркальный блеск. After processing, the surface had a color inherent in copper and a specular gloss.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет осуществить электрополирование меди и сплавов на ее основе. При этом исключается использование токсичных реактивов и концентрированных кислот. Thus, the claimed invention allows electropolishing of copper and alloys based on it. This eliminates the use of toxic reagents and concentrated acids.

Источники информации
1. А.с. N 1768674, МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. БИ N 38, 1992 г.
Sources of information
1. A.S. N 1768674, MKI 5 C 25 F 3/22, publ. BI N 38, 1992

2. А.с. N 1788100. МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. БИ N 2, 1993 г. 2. A.S. N 1788100. MKI 5 C 25 F 3/22, publ. BI N 2, 1993

3. D.E. N 2322311, МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. 1975 г. 3. D.E. N 2322311, MKI 5 C 25 F 3/22, publ. 1975

Claims (1)

Способ полирования меди и сплавов на ее основе, включающий двухстадийную электрохимическую анодную обработку, отличающийся тем, что обработку проводят на первой стадии в течение 3 - 10 мин при напряжении 300 - 360 В и температуре 60 - 90oC в растворе состава:
Фосфат аммония - 3 - 5 мас.%
Фосфорная кислота - До рН 5 - 7
Вода - Остальное
на второй стадии в течение 10 - 30 с при напряжении 320 - 360 В и температуре 70 - 90oC в водном растворе, содержащем, мас.%:
Фосфат аммония - 3 - 5
Тартрат K, Na - 1 - 3
Вода - Остальное
A method of polishing copper and alloys based on it, including a two-stage electrochemical anode treatment, characterized in that the treatment is carried out in the first stage for 3 to 10 minutes at a voltage of 300 - 360 V and a temperature of 60 - 90 o C in a solution of the composition:
Ammonium Phosphate - 3 - 5 wt.%
Phosphoric Acid - Up to pH 5 - 7
Water - Else
in the second stage for 10 - 30 s at a voltage of 320 - 360 V and a temperature of 70 - 90 o C in an aqueous solution containing, wt.%:
Ammonium Phosphate - 3 - 5
Tartrate K, Na - 1 - 3
Water - Else
RU96122934A 1996-12-03 1996-12-03 Method of polishing copper and copper-base alloys RU2127334C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96122934A RU2127334C1 (en) 1996-12-03 1996-12-03 Method of polishing copper and copper-base alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96122934A RU2127334C1 (en) 1996-12-03 1996-12-03 Method of polishing copper and copper-base alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96122934A RU96122934A (en) 1999-01-20
RU2127334C1 true RU2127334C1 (en) 1999-03-10

Family

ID=20187774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96122934A RU2127334C1 (en) 1996-12-03 1996-12-03 Method of polishing copper and copper-base alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2127334C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3339483A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-27 Airbus Defence and Space GmbH Process for the electrolytic polishing of a metallic substrate
CN114657626A (en) * 2022-03-30 2022-06-24 昆明理工大学 Preparation method of nano porous copper

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3339483A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-27 Airbus Defence and Space GmbH Process for the electrolytic polishing of a metallic substrate
US11162185B2 (en) 2016-12-21 2021-11-02 Airbus Defence and Space GmbH Process for the electrolytic polishing of a metallic substrate
CN114657626A (en) * 2022-03-30 2022-06-24 昆明理工大学 Preparation method of nano porous copper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104878442A (en) Non-phosphorus electrolytic polishing liquid and technology for polishing workpiece surfaces with same
US4188270A (en) Process for electrolytically forming glossy film on articles of aluminum or alloy thereof
US4419192A (en) Method for galvanic deposition of copper
US2596307A (en) Process of electrostripping electrodeposited metals
US4363708A (en) Process for exposing silicon crystals on the surface of a component of an aluminum alloy of high silicon content
Smirnova et al. Study of anode processes during development of the new complex thiocarbamide-citrate copper plating electrolyte
RU2127334C1 (en) Method of polishing copper and copper-base alloys
JP2002322593A (en) Electrolytic phosphate chemical conversion treatment method
US3729396A (en) Rhodium plating composition and method for plating rhodium
US2436244A (en) Metalworking and strippingplating process
US3632490A (en) Method of electrolytic descaling and pickling
EP0291416A1 (en) Process for the reduction of a solution containing titanium and iron
JPH0236677B2 (en)
US3275537A (en) Process of anodizing aluminum
JP2007023334A (en) Electrolytic phosphate chemical conversion treatment method
RU2133305C1 (en) Electrolyte for brilliant nickel plating
WO1995023880A1 (en) Treatement of electrolyte solutions
EP0299838B1 (en) Process for the electrolytic reduction and separation of europium
RU2750654C1 (en) Method for regeneration of nitrate-ammonium solution of removing cadmium coatings
US3829367A (en) Electrolytic polishing of metals
RU2104339C1 (en) Solution for electrochemical removal of copper coating
DE19820001C2 (en) Process for removing metal layers on metal, glass, ceramics and plastic parts
RU2709305C1 (en) Regeneration of hydrochloric copper-chloride solution of copper etching by membrane electrolytic cells
SU908974A1 (en) Process for electrochemical removal of isotope enriched copper
JPS6380897A (en) Electrolytic oxidizing treatment of waste plating liquid containing phosphite ion